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天空实验室3号（Skylab 3，也缩写为SL-3和SLM-2）是天空实验室计划的第二次载人航天飞行。它于1973年7月28日由一枚土星1B号运载火箭发射，载三名宇航员，共飞行59天11小时9分钟。宇航员们在天空实验室3号上进行医学实验、太阳观察、地球资源探索和其它科学试验，共计1084.7小时宇航员应用小时。

主要事件

宇航员的阿波罗座舱接近实验室时座舱的反应控制系统发生故障，导致外泄。宇航员能够及时与天空实验室对接，但是寻找故障原因却需要了许多时间。一艘阿波罗飞船被送到39号发射复合体来准备营救行动。天空实验室为此特别拥有两个接口，可以让两个座舱同时对接。最后宇航员能够修复他们的座舱，因此营救行动没有进行。

在他们的第一次舱外活动时宇航员装置了一个太阳遮，来保持实验室内冷。

天空实验室3号继续了天空实验室2号的医学实验来研究人类生理对太空飞行的适应。另外天空实验室3号的宇航员在太空里待的时间比过去延长了约一至两个月。

在所有三个天空实验室载人任务中都包括一组核心医学研究。在天空实验室3号的核心研究中宇航员除了进行了在天空实验室2号的实验，而且还结合了2号的结果进行了下一步研究。

天空实验室3号的照片显示了明显的体液向头部流的现象。天空实验室3号因此增添了躯干和腰的测量。其它新的测试包括测试动脉血流、在起飞前和起飞间拍摄面部照片、静脉情况、血红蛋白、尿量的测量。这些测量收集了体液分布和平衡的数据，使得医学家能够更好地理解体液分布的现象。

天空实验室3号的生物学实验包括微重力对鼠、果蝇、单个细胞和细胞培养基的影响。实验中使用的人体细胞是肺细胞。动物实验包括对鼠的生物钟的研究和黑腹果蝇昼夜节律的研究。但是由于起飞30分钟后的一次停电事故使得所有动物死亡，因此实验不成功。

美国的许多高校学生参加加勒比海天空实验室的研究，他们是天文学、物理学和基础生物学实验的主要研究员。在天空实验室3号上进行的学生实验包括振动云、木星X射线、试管免疫学、蛛网形成、细胞液流、质量测量和中子分析。

天空实验室收集机组的牙齿健康以及实验室的环境、微生物、辐射和毒剂数据来估测机组的健康状态。其它被估测的数据包括设备、居住性、机组活动等来获得对太空生活和工作的更好理解。

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